Hướng dẫn cách lắp đặt tủ điện công nghiệp đúng tiêu chuẩn

Chu Văn An

Tủ điện là nơi chứa các thiết bị điện và linh kiện cần thiết để vận hành, giám sát và bảo vệ hệ thống điện. Vì vậy, việc lắp đặt tủ điện đúng cách là điều cần thiết để đảm bảo các hoạt động bên trong tủ được thực hiện chính xác và an toàn. Dưới đây là hướng dẫn cách lắp đặt tủ điện công nghiệp theo tiêu chuẩn của KTH ELECTRIC.

Tiêu chuẩn lắp đặt tủ điện

Hầu hết các tủ điện công nghiệp đều hoạt động ở điện áp cao, dòng điện lớn và chứa nhiều thiết bị, linh kiện phức tạp. Vì vậy, việc lắp đặt tủ điện công nghiệp phải tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế và tiêu chuẩn quốc gia cụ thể như sau:

• ISO 7994-1:2009 (IEC 60439-1:2004): Tiêu chuẩn chung áp dụng cho tủ đóng cắt, tủ điều khiển hạ thế và tập trung vào các yêu cầu kỹ thuật, thiết kế và thử nghiệm tủ điện trong các nhà máy sản xuất.
• IEC 60520 (TCVN 4255:2008): Tiêu chuẩn này quy định cấp độ bảo vệ (mức IP) của vỏ tủ điện, cho biết khả năng chống bụi, chống thấm nước xâm nhập của vỏ tủ tùy theo môi trường sử dụng.
• ISO 6223:2016: Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật đối với tủ điều khiển và điều khiển tập trung bao gồm các tiêu chuẩn về kích thước, chống ăn mòn, chống cháy nổ và các tiêu chuẩn khác.
• IEC 60947 (TCVN 6592): Tiêu chuẩn này áp dụng cho các thiết bị đóng cắt và điều khiển điện áp thấp như cầu dao, công tắc tơ, rơle, bộ biến tần lắp đặt trong tủ điện.
• ISO 6669:2001: Tiêu chuẩn về các thiết bị bảo vệ dòng điện trong hệ thống điện công nghiệp, bao gồm các tiêu chuẩn về tải trọng, cách điện và độ bền cơ học.
• Tiêu chuẩn bảo quản tủ điện: Trong quá trình vận chuyển và bảo quản, tủ điện cần duy trì nhiệt độ bảo quản từ 25°C đến +55°C, không quá 24 giờ ở +70°C.

Hướng dẫn lắp đặt tủ điện

Tương tự như quy trình thiết kế tủ điện công nghiệp, quy trình lắp đặt tủ điện cũng có logic giai đoạn chặt chẽ, đòi hỏi người thực hiện phải có trình độ chuyên môn cao và hiểu rõ về sơ đồ tủ điện cũng như các tiêu chuẩn kỹ thuật, an toàn điện.

Việc lắp đặt tủ điện tiêu chuẩn thường trải qua 8 bước sau.

Đọc bản vẽ thiết kế và chuẩn bị đầy đủ thiết bị

Bản vẽ thiết kế là cơ sở quan trọng để các kỹ sư có thể hiểu biết toàn diện nhất về cách bố trí, kích thước, nguyên lý làm việc của tủ điện cũng như danh mục, số lượng, vị trí các thiết bị, linh kiện quan trọng bên trong. Vì vậy, bản vẽ thiết kế phải chính xác, tối ưu hóa chi phí đầu tư, hạn chế nhiễu điện từ giữa các thiết bị, đồng thời đảm bảo tính thẩm mỹ trong quá trình lắp đặt và khả năng mở rộng hệ thống trong tương lai mà không cần thay thế tủ.

Quá trình đọc bản vẽ thiết kế đòi hỏi phải nắm vững:

• Thông số kỹ thuật của bảng điều khiển: Bao gồm phân loại bảng điều khiển, thông số, mô hình và tiêu chuẩn.
• Ký hiệu điện: Hầu hết các ký hiệu điện đều dựa trên tiêu chuẩn quốc tế, nhưng một số nhà sản xuất có thể có các ký hiệu khác nhau cho thiết bị cụ thể.
• Bố trí thiết bị: Xác định vị trí, phương pháp lắp đặt và kích thước thực tế của các thiết bị, linh kiện trong tủ. Ngoài các thiết bị chính, loại bu lông, ray lắp, mâm điện và ECU kết nối các thiết bị với tủ điện cần được xác định chính xác.
• Sơ đồ: Minh họa cách các thiết bị điện trong tủ tương tác và kết nối với nhau, giúp kỹ sư hiểu được cách thức hoạt động của tủ điện.
• Sơ đồ động lực: Giúp xác định vị trí các thanh cái chính, dây nguồn, thiết bị đầu cuối nguồn cũng như số lượng và đặc điểm của các nhóm dây dẫn chính.
• Biểu đồ kiểm soát: Nó có nhiệm vụ xác định xem tủ điện có hoạt động bình thường hay không và có thể phát hiện sớm những nguy cơ tiềm ẩn khi tủ điện hoạt động.

Ngoài ra, vật tư, thiết bị, máy móc, dụng cụ hỗ trợ phải được chuẩn bị đầy đủ để thuận tiện cho việc lắp ráp tủ điện, bao gồm:

• Thiết bị chính: Chẳng hạn như công tắc, điều khiển, thiết bị bảo vệ… những thiết bị này cần phải đúng chủng loại, thông số kỹ thuật như trong bản vẽ kỹ thuật.
• Vỏ tủ điện: Việc lựa chọn vỏ tủ điện cần căn cứ vào môi trường lắp đặt, chất liệu tủ, hình thức tủ điện để đảm bảo các yêu cầu khắt khe về kích thước và cấp độ bảo vệ (IP).
• Vật liệu kết nối: Thanh cái chính, cáp nguồn, cáp điều khiển, đầu cos,…
• Công cụ hỗ trợ: Đồng hồ đo điện, kẹp điện hoặc các máy móc hỗ trợ khác.

Đặt các giá đỡ thiết bị lên tủ

Việc lắp đặt các giá đỡ thiết bị trong tủ tuân theo nguyên tắc chung: nếu có thiết kế thì các giá đỡ cần phải có kích thước và vị trí đúng theo yêu cầu của thiết kế.

Nếu không có thiết kế thì vị trí lắp đặt cần đảm bảo yêu cầu: giảm thiểu diện tích lắp đặt, tiết kiệm dây điện, đảm bảo tính thẩm mỹ. Cách sắp xếp thiết bị trên kệ đúng cách có thể tham khảo:

• Cầu dao chính nằm ở góc trên bên trái của tủ.
• Cầu chì, nguồn điện và bộ bảo vệ mất pha được đặt ở góc trên bên phải của tủ.
• Các cầu dao nhánh được đặt ở hàng dưới cùng, tiếp theo là các bộ điều khiển, rơle trung gian, công tắc tơ và rơle nhiệt. Thiết bị điều khiển thường được đặt cùng một phía để tránh nằm cùng nhóm với thiết bị điện.
• Người chơi ở vị trí cuối cùng.

Nhãn thiết bị trong tủ điện

Chú thích này dựa trên bản vẽ thiết kế và giúp kỹ sư dễ dàng thực hiện các kết nối mà không cần phải xem lại bản vẽ nhiều lần và đếm thiết bị. Đảm bảo cỡ chữ và kích thước của nhãn dán phù hợp với từng thiết bị điện.

Tiếp tục lắp ráp các thanh cái đồng

Đối với tủ phân phối có dòng điện định mức tổng của máy cắt

Ngược lại, đối với các tủ điện có tổng dòng điện định mức >100A thì sử dụng thanh cái đồng để nối các mạch điện.

Công đoạn gia công thanh cái cần tuân thủ các thông số quy định trong bản vẽ kỹ thuật. Thanh cái có thể được mạ thiếc hoặc niken để tăng độ bền và độ dẫn điện. Thanh cái phải được phủ bằng sơn PVC hoặc epoxy co nhiệt để dễ dàng nhận biết từng loại bằng màu sắc. Quá trình bắt vít các thanh cái vào giá đỡ cũng cần phải thực hiện chính xác để không ảnh hưởng tới khả năng truyền tải. Cuối cùng, cần cung cấp thêm tấm chắn mica để bảo vệ thanh cái và cách nhiệt cho người sử dụng.

Đấu nối tủ điện

Đây là bước cực kỳ quan trọng để đảm bảo tính liên tục trong tủ điện.

• Yêu cầu mọi mối nối trong tủ điện phải chính xác và đúng bản vẽ thiết kế.
• Các giai đoạn được phân biệt rõ ràng bằng cách xác định màu sắc, đồng thời có chú thích cụ thể trên cầu để thuận tiện cho việc sửa chữa, bảo trì.
• Các mạch điều khiển và mạch điện phải được đặt cách xa các kết nối hoặc hệ thống dây điện dọc để tránh tín hiệu gây nhiễu cho cảm biến hoặc đầu dò.
• Đấu nối lần lượt từ mạch nguồn đến mạch điều khiển.
• Đường tín hiệu cần được trang bị lớp chắn chống nhiễu. Các đường tín hiệu thường sử dụng dây có tiết diện nhỏ 0,5-1,5mm2.

Kiểm tra toàn diện tủ điện

Quá trình kiểm tra sau khi lắp ráp tủ điện được chia làm hai giai đoạn: kiểm tra không có điện và kiểm tra nguồn điện.

Toàn bộ quy trình kiểm tra lỗi điện tủ điện bao gồm các bước sau:

• Kiểm tra vị trí các thanh cái, đường dây điện, đường dây điều khiển theo sơ đồ nguyên lý và sơ đồ nối dây.
• Kiểm tra nhãn đường dây và thiết bị.
• Kiểm tra các kết nối, đầu ống bọc và thiết bị đầu cuối.
• Kiểm tra độ cách điện của dây dẫn, thanh cái và toàn bộ tủ điện.
• Loại bỏ các dụng cụ, vật cản còn sót lại trong tủ điện.
• Kết nối vỏ bọc với hệ thống nối đất để đảm bảo an toàn.

Sau khi hoàn tất quá trình kiểm tra tắt nguồn, tủ điện cần được bật nguồn để vận hành thử theo các bước sau:

• Kiểm tra cách điện giữa các pha và giữa pha với đất.
• Kiểm tra điện áp đầu vào của tủ và tình trạng hoạt động của đèn báo.
• Cài đặt thông số của rơle nhiệt, rơle thời gian, HMI và các thiết bị điều khiển khác.
• Mở mạch chính và mạch nhánh rồi đo điện áp phía sau mạch nhánh.
• Tủ điện được thử nghiệm trong điều kiện có tải và không tải để kiểm tra tình trạng của thiết bị trong quá trình vận hành.

Vệ sinh tủ điện và nghiệm thu

Sau khi hoàn tất quá trình kiểm tra, tủ điện cần được vệ sinh sạch sẽ trước khi vận chuyển đến khu vực lắp đặt. Bụi, mạt sắt, vỏ lõi cáp và các chi tiết thừa bên trong và bên ngoài tủ điện cần được loại bỏ bằng máy hút bụi và bàn chải.

Tủ điện sau đó được bọc lại để chống trầy xước, va đập và vận chuyển đến nơi vận hành.

Những lưu ý quan trọng khi lắp đặt tủ điện

Lắp đặt tủ điện là công việc đòi hỏi trình độ chuyên môn, kỹ thuật cao, đòi hỏi người thực hiện phải cẩn thận, chu đáo và có tinh thần trách nhiệm. Điều này không chỉ bảo vệ hệ thống khỏi các sự cố điện hóa mà còn đảm bảo an toàn cho người dùng. Dưới đây là một số lưu ý quan trọng về cách lắp đặt tủ điện.

Về vị trí lắp đặt

• Tránh xa nguồn nhiệt và độ ẩm: Tủ điện nên đặt ở nơi khô ráo, tránh xa nguồn ẩm, nhiệt để bảo vệ các thiết bị bên trong. Nếu phải lắp đặt tủ điện ở nơi ẩm ướt, nhiệt độ khắc nghiệt hoặc gần nguồn hóa chất, bạn cần chọn tủ điện có chỉ số bảo vệ IP cao và thực hiện các bước cách ly tủ điện khỏi các phần tử này.
• Không gian lắp đặt: Đảm bảo không có vật cản phía trước hoặc phía sau tủ điện để thuận tiện cho quá trình kiểm tra, sửa chữa, bảo trì, đặc biệt trong những tình huống khẩn cấp.

Về cách chọn tủ điện

• Loại tủ điện: Tủ điện cần phải phù hợp với môi trường lắp đặt và đặc điểm ứng dụng cụ thể.
• Mức độ bảo vệ: Cấp độ bảo vệ IP của tủ điện phải đáp ứng yêu cầu chống bụi, chống thấm nước và xuyên thấu đa diện. Thông thường chỉ số IP của tủ điện ngoài trời sẽ cao hơn tủ điện trong nhà.
• Các biện pháp bảo vệ: Tủ điện phải được trang bị đầy đủ các biện pháp bảo vệ như quá tải, quá dòng, quá áp, mất pha, nối đất, chống sét để duy trì sự ổn định, liên tục của hệ thống điện.

Về dây

• Sắp xếp gọn gàng: Dây điện cần được bố trí gọn gàng trong đường ống hoặc thang để tránh nhầm lẫn giữa đường dây điện, đường dây điều khiển, đường tín hiệu dễ gây nhiễu điện từ và gây khó khăn cho việc sửa chữa, bảo trì.
• Thẻ đầy đủ: Đảm bảo tất cả các dây, mạch điện và thiết bị trong tủ đều được dán nhãn và đánh dấu rõ ràng.

Về kiểm tra, thử nghiệm và bảo trì định kỳ

• Việc lắp đặt tủ điện cần được thực hiện theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế, quốc gia và đúng bản vẽ kỹ thuật gốc.
• Tủ điện cần được bảo trì, kiểm tra thường xuyên để có thể phát hiện sớm những sự cố tiềm ẩn và sửa chữa kịp thời.

Một số câu hỏi về cách lắp đặt tủ điện

Câu 1: Tại sao phải đọc kỹ bản vẽ thiết kế trước khi lắp đặt tủ điện?

hồi đáp: Bản vẽ kỹ thuật thể hiện những thông tin tổng quát nhất về tủ điện, bao gồm: số lượng, vị trí lắp đặt thiết bị, kết cấu bên trong tủ điện, sơ đồ nguyên lý… Điều này rất cần thiết để các kỹ sư lắp đặt theo đúng quy trình và yêu cầu.

Câu hỏi 2: Có cần chạy thử trước khi bàn giao tủ điện không?

hồi đáp: có. Tất cả các tủ điện phải được kiểm tra trước khi vận chuyển đến khu vực lắp đặt. Bước này giúp các kỹ sư xác định được tình trạng hoạt động của tủ, phát hiện các vấn đề trong quá trình vận hành và đưa ra phương án thay thế, sửa chữa kịp thời. Tủ điện có thể được thử nghiệm có tải và không tải để đánh giá đầy đủ khả năng vận hành thực tế.

Trên đây KTH ELECTRIC hướng dẫn các bạn cách lắp đặt tủ điện công nghiệp đúng cách. Hy vọng bạn cảm thấy thoải mái với những kiến ​​thức này. Thông tin thêm về tủ điện bạn có thể tìm thấy tại: https://etinco.vn/tin-tuc/kien-thuc/kien-thuc-tu-dien/